سلام به دوستان کنکوری 1401 😊
امیدوارم همگی حالتون خوب باشه.
درسنامه و نکات کامل فصل دوم زیست دوازدهم ⬅ جریان اطلاعات در یاخته
منطبق با آزمون ۲۴ دی
نویسنده: آقای محمدمهدی مقصودی، رتبه 268منطقه 2 کنکور تجربی99 و دانشجوی دندانپزشکی دانشگاه اصفهان
درصد زیست کنکور:79%
باماهمراه باشید😄
برای دیدن قسمت دوم:
صفر تا صد جریان اطلاعات در یاخته2_زیست دوازدهم_محمد مهدی مقصودی
خب در اولین شکل کتاب میخواهیم بریم سراغ رونویسی! میدونین چیه اصلا؟
به فرآیند ساخته شدن رنا از روی بخشی از یک رشته منفرد دنا، رونویسی میگوییم! مولکول رنا در واقع حامل اطلاعات وراثتی است و به عنوان مولکول میانجی در فرآیند های مختلف از جمله ترجمه و ... مشارکت دارد.
*در حین رونویسی همانند همانندسازی حباب همانندسازی تشکیل می شود اما برخلاف آن تنها یک رشته الگوی کار می باشد.
*مطابق شکل، فرآیند رونویسی تنها از روی یک رشته دنا صورت می گیرد. به این رشته دنا، رشته الگو می گوییم.
*در حین رونویسی، در مقابل هر دئوکسی ریبونوکلئیک اسید یک ریبونوکلئیک اسید مکمل آن قرار می گیرد.
*آنزیمی که در فرآیند رونویسی مشارکت دارد، رنابسپاراز نام دارد. اگرچه رونویسی از روی یک رشته صورت می گیرد، اما مطابق شکل، رنابسپاراز هردو رشته رنا را در بر می گیرد. به طور دقیق تر می توان گفت رنابسپاراز به هر دو رشته دنا و رشته رنای در حال ساخت متصل می باشد.
*آنزیم رنابسپاراز هم باعث قرارگرفتن نوکلئوتید های مکمل در مقابل رشته الگو و تشکیل پیوند فسفودی استر بین نوکلوتید های مختلف می شود و هم پیوند های هیدروژنی بین دو رشته دنا را می شکند!
*رونویسی در پروکاریوت ها تنها توسط یک نوع آنزیم رنابسپاراز صورت می گیرد. اما در یوکاریوت ها رنابسپاراز های 1/2/3 وجود دارد که به ترتیب رنای رناتنی، رنای پیک و رنای ناقل را می سازند.
*جهت حرکت رنابسپاراز (جهت رونویسی) و جهت خروج رشته رنای تازه ساخته شده، کاملا برعکس هم می باشد.
*تشکیل پیوند هیدروژنی بین دنا و رنای در حال ساخته شدن قبل از تشکیل پیوند فسفودی استر در مولکول دنا می باشد.
*در حین رونویسی، تنها بخشی از پیچ و تاب دنا که محل ژن مربوطه است، باز می شود. با توجه به اینکه رونویسی همه ژن ها با هم انجام نمی شود، همه پیچ و تاب با هم باز نمی شود.
*همزمان که رنابسپاراز پیش می رود، پیوندهای هیدروژنی بین دو رشته دنا شکسته می شود اما پیوندهای هیدروژنی که عقب تر شکسته بودند، دوباره خود به خودی تشکیل می شوند.
*در ساختار رنا همانند دنا نوکلئوتید های تک فسفاته شرکت می کنند.
*هر رنابسپاراز در یوکاریوت ها و در پروکاریوت ها دارای چندین نوع رشته پلی نوکلئوتیدی در ساختار خود می باشند.
*ترکیب با 1 دوازدهم:مولکول های دنا از دو رشته پلی نوکلئوتیدی و مولکول های رنا از یک رشته تشکیل شده اند.
*ترکیب با 1 دوازدهم:نوکلئوتید ها با نوعی پیوند اشتراکی به نام فسفودی استر به یکدیگر متصل می شوند. در این پیوند فسفات یک نوکلئوتید به گروه هیدروکسیل قند نوکلئوتید دیگر متصل می شوند.
*ترکیب با 1 دوازدهم:رونویسی در هر ژن از یکی از رشته های آن رخ می دهد، اما همانندسازی از دورشته دنا صورت می گیرد.
*ترکیب با 1 دوازدهم: به طور معمول همانندسازی دنای اصلی یاخته در مرحله s و دنای سیتوپلاسمی در G2 صورت می گیرد، اما رونویسی در تمام مراحل چرخه سلولی می تواند رخ دهد.
*ترکیب با 1 دوازدهم:هرچه سرعت تقسیم سلولی بیشتر باشد، هم میزان همانندسازی زیاد می شود و هم میزان رونویسی افزایش می یابد.
*ترکیب با 6 یازدهم:با توجه به فشردگی کروموزوم ها در متافاز تقسیم و دسترسی محدود به ژن ها، کمترین میزان رونویسی را در این مرحله شاهد خواهیم بود.
خب خب ، در این قسمت میخواهیم بریم سراغ مراحل رونویسی!
*به طور کلی رونویسی شامل سه مرحله آغاز،طویل شدن و پایان می باشد.
*برای رونویسی پیچ و تاب بخش مربوطه دنا باید باز شود.
*در مرحله آغاز، رنابسپاراز با شناسایی توالی راه انداز رونویسی را آغاز می کند.
*در مرحله آغاز، مقدار بسیار کمی از انتهای توالی راه انداز باز می شود ولی اصل بازشدن دنا مربوط به بعد از راه انداز می باشد.
*در این مرحله زنجیره کوتاهی از دنا ساخته می شود.
*در مرحله طویل شدن، رنابسپاراز با حرکت به سوی جلو رونویسی را ادامه می دهد و در جلو و عقب آن حالتی حبابی شکل ایجاد می شود.
*در مرحله پایان، با رسیدن رنابسپاراز به توالی پایان رونویسی و حرکت از روی آن از دو رشته شروع به جدا شدن می کند.
*در مرحله پایان، ابتدا رنابسپاراز جدا می شود و سپس دو رشته دنا به هم با پیوندهای هیدروژنی متصل می شوند.
*دقت کنید رنابسپاراز برخلاف دنابسپاراز هنگام فعالیت خود هر دو رشته دنا را در بر می گیرد.
*از توالی راه انداز رونویسی صورت نمی گیرد اما از نوکلئوتید آغاز رونویسی و توالی پایان، رونویسی صورت می گیرد.
*دقت کنید در جلوتر هم مشاهده می کنیم که لزومی ندارد هر ژنی دارای راه انداز منحصر به خود باشد. در پروکاریوت ها، ژن های موثر در تجزیه مالتوز و لاکتوز دارای راه انداز مشترک می باشند.
*در هر سه مرحله رونویسی، شاهد حرکت رنابسپاراز هستیم.
*در هر سه مرحله رونویسی، هم تشکیل پیوندهای هیدروژنی را داریم و هم شکستن پیوند های هیدروژنی را!
*در هر سه مرحله رونویسی، تشکیل پیوندفسفودی استر را داریم. البته دقت کنید برخلاف پیوندهای هیدروژنی اصلا شکستن پیوندهای فسفودی استر را نداریم.
*با توجه به اینکه رنابسپاراز ها آنزیمی پروتئینی هستند، این آنزیم ها در یوکاریوت ها در سیتوپلاسم تولید می شوند و با عبور از منافذ هسته وارد آن می شوند. فعالیت این آنزیم ها درون هسته صورت می گیرد.
*توالی راه انداز همانند ژن دو رشته ای می باشد و از چندین جفت نوکلئوتید تشکیل شده است.
*در حباب رونویسی، تنها یک رنابسپاراز حضور دارد.
*دقت کنید در محل رونویسی ما دو رشته مکمل رشته الگوی ژن داریم! یکی رشته رمزگذار دنا و دیگری رشته رنای در حال تشکیل!
*شکستن پیوندهای هیدروژنی بین دو رشته دنا در هنگام جلورفتن رنابسپاراز صورت می گیرد. علاوه بر آن با حرکت رنابسپاراز پیوندهای هیدروژنی بین رشته الگو و رنای در حال ساخت نیز در بخش های عقب تر می شکند.
*وقتی توالی پایان شناسایی می شود، رنابسپاراز جلوتر از توالی پایان عبور می کند و در واقع از خود توالی پایان از دنا جدا می شود، بلکه وقتی آن را رونویسی کرد از محل های جلوتر جدا می شود!
*جایگاه آغاز رونویسی در واقع به اولین نوکلئوتیدی که بعد از توالی راه انداز وجود دارد، می گوییم.
*همواره و همیشه هر توالی راه انداز توسط یک نوع آنزیم رنابسپاراز شناسایی می شود! می پرسید چرا؟ بیایید تا بگم براتون... در پروکاریوت ها که همه راه انداز توسط یک نوع رنابسپاراز (رنابسپاراز پروکاریوتی) شناسایی می شود. در یوکاریوت ها هم که بسته به ژن مربوطه، توسط یکی از رنابسپاراز های 1،2 یا 3 شناسایی می شود.
*رونویسی در بعضی از ژن ها به عنوان آخرین مرحله تنظیم بیان ژن می باشد. این نکته رو در ادامه فصل بهتر می فهمیم...
*ترکیب با 1 دوازدهم:همانندسازی در واقع از کل دنا صورت می گیرد بنابراین برخلاف رونویسی، همانندسازی نیازی به توالی پایان ندارد.
*ترکیب با 1 دوازدهم:دقت کنید می توان گفت همواره به مولکول دنا پروتئین هایی متصل است! در زمانی که نیاز به آن نیست، پروتئین های هیستون به آن متصل اند. در دیگر زمان ها شامل همانندسازی و رونویسی، آنزیم های پروتئینی مانند دنابسپاراز و رنابسپاراز به آن متصل می باشند.
در این شکل اصلا می خواهیم ببینیم که کدوم رشته ها برای رونویسی به کار میرن!
*هر ژن موجود در دنا دارای دو رشته الگو و رمزگذار می باشد.
*رونویسی تنها از یکی از رشته های هر ژن صورت می گیرد.
*رنابسپاراز رشته هایی که از یک سمت رونویسی می شوند، در یک سمت حرکت می کند.
*جهت رونویسی هر ژن می تواند با ژن مجاور خود یکسان یا متفاوت باشد!
*جهت رونویسی رشته های مختلف مربوط به یک ژن برعکس هم دیگر می باشد. این نکته با استفاده از رابطه مکملی بین نوکلئوتیدها توجیه می شود!
*آنزیم ها برای رونویسی از دو ژن متفاوت در یک مولکول دنا، ممکن است در یک جهت مشابه یا دو جهت متفاوت حرکت کنند.
*در حباب رونویسی، رنابسپاراز مربوطه قطعا به سمت راه انداز همان ژن حرکت نمی کند. (در واقع از آن دور می شود، نه اینکه بهش نزدیک بشه!)
*دقت کنید لزوما همه بخش های دنا شامل ژن نیست. دیگر قسمت های مولکول دنا شامل توالی های بین ژنی می باشد که توالی های تنظیمی مانند راه انداز، افزاینده، اپراتور و ... جزو این بخش می باشند.
*در کل مولکول دنا، چندین جایگاه آغاز همانندسازی یافت می شود!
*ممکن است در یوکاریوت ها همزمان چندین رنابسپاراز 1،2 و 3 در جاهای مختلف دنا در حال رونویسی از ژن های متفاوت باشند.
*گفتیم که جهت رونویسی ژن های مختلف ممکن است با هم دیگر متفاوت باشد، ولی دقت کنید جهت رونویسی هر ژن تنها یک طرفه می باشد.
*ترکیب با 6 یازدهم:با توجه به اینکه همگی سلول ها جد یکسانی دارند، پس چرا هر سلول ویژگی های منحصر به فرد خود را دارد؟ با توجه به اینکه در هر سلول کدام ژن ها رونویسی شوند، سلول ها ویژگی های متفاوت با هم دارند.
*ترکیب با 3 دوازدهم: محتوای ژنی یاخته های مختلف با یکدیگر مشابه می باشد. زیرا همه این یاخته ها حاصل تقسیم میتوز یک یاخته واحد به نام یاخته تخم هستند.
رنای پیک ممکن است دستخوش تغییراتی در مراحل مختلف شود! یکی از این تغییرات حذف بخش هایی از آن است که این شکل به این مفهوم اختصاص پیدا کرده است!
*در بعضی از ژن ها، توالی های مشخصی از رنای ساخته شده حذف و جدا میشه و در ادامه بخش های باقی مونده به هم وصل می شوند. به این فرآیند پیرایش می گوییم.
*دنای یاخته شامل بخش هایی به نام بیانه(اگزون) و میانه (اینترون) می باشد که از هردوی آنها رونویسی صورت می گیرد.
*با توجه به نکته قبل، رنای پیک اولیه شامل رونوشت های اگزون و اینترون می باشد.
*طی فرآیند پیرایش، رونوشت های مربوط به میانه ها حذف می شود و تنها رونوشت های بیانه ها باقی می ماند.
*با متصل شدن رونوشت بیانه های مختلف، رنای بالغ شکل می گیرد.
*طول رنای پیک اولیه با بخش مربوطه در رشته الگوی دنا برابر می باشد اما طول هردو از رنای پیک بالغ بلندتر است!
*برای حذف رونوشت های اینترون از رنای پیک نابالغ دو پیوند فسفودی استر شکسته می شود ولی بعدا برای اتصال دو رونوشت اگزون مجاور هم تنها یک پیوند فسفودی استر تشکیل می شود.
*در هنگام پیرایش یک رنای پیک نابالغ، دوبرابر تعداد میانه ها پیوند فسفودی استر می شکند.
*در ژن های مربوط به رنای پیک یوکاریوتی، شروع ژن و انتهای ژن با بیانه ها خواهد بود. علاوه بر این، میانه ها و بیانه ها به صورت یک در میان قرار گرفته اند.
*دقت کنید بیانه و میانه در واقع توالی هایی از دنا می باشند، بنابراین هردوی آنها دو رشته ای می باشند. اما از آنجایی که رنا تک رشته ای است، رونوشت آنها به صورت تک رشته ای مشاهده می شود.
*لزوما طول اینترون ها و اگزون های مستقر در یک ژن با هم دیگر برابر نمی باشد. اما طبق شکل کتاب به طور معمول، طول بیانه ها بیشتر از میانه ها می باشد.
*دقت کنید که تنها بعضی از ژن های یوکاریوتی دارای توالی اینترون هستند. پروکاریوت ها هم که کلا اینترون و اگزون براشون معنی نداره!
*مطابق شکل، اولین نوکلئوتیدی که رونویسی می شود قطعا مربوط به اولین بیانه است.
*دقت کنید رمزهای وراثتی لازم برای ساخت پروتئین ها در بیانه ها وجود دارند نه در میانه ها!
*همیشه تعداد اینترون ها یکی کمتر از اگزون ها می باشد.
این شکل با شکل قبلی در ارتباط هست و در واقع توی این شکل ما رشته رنای پیک بالغ رو با رشه الگو دنای مقایسه کردیم و به نتایج جالبی میرسیم!
*در شکل پایین، بین رشته رنای بالغ و بخش هایی از رشته دنای الگو پیوند هیدروژنی تشکیل شده است.
*با توجه به اینکه حلقه های سبز رنگ از دنا بخش مکملی در رشته رنای بالغ ندارند، نشان می دهد که بخش هایی از رونوشت دنا در رشته دنا حذف شده است. این بخش های حذف شده در واقع همان رونوشت های میانه ها می باشند.
*رشته سبز رنگ همان رشته دنای الگوست، بنابرین شامل اینترون و اگزون می باشد.
*رشته بنفش رنگ مربوط به رشته رنای بالغ هست که تنها دارای رونوشت های اگزون می باشد.
*همانطور که گفتیم، قسمت هایی که به صورت حلقه از دنای یاخته بیرون قرار گرفته اند مربوط به قسمت های میانه ژن می باشند که رونوشت های آنان در رنای بالغ یافت نمی شود.
در آخرین شکل گفتار، به بررسی شدت و میزان رونویسی می پردازیم!
*تصاویر مقابل به وسیله میکروسکوپ الکترونی تهیه شده اند.
*شکل بالا نشان دهنده ساختار پر مانند مربوط به ساخته شدن همزمان چندین رنا از روی ژن می باشد.
*شکل بالا، یک رشته مرکزی پررنگ تری دارد که این همان دنای ماست. بخش های منشعب آن مربوط به رنا هایی هستند که در حال رونویسی می باشند.
*رناهایی که زودتر رونویسی آنها شروع شده است، طبیعتا اندازه بلندتری نسبت به بقیه دارند و به توالی پایان نزدیک تر می باشند.
*با توجه به نکته قبلی می توانیم بگوییم، طول رشته های دنا نزدیک تر به توالی پایان بلندتر از رشته های نزدیک به توالی راه انداز است.
*ممکن است رنابسپاراز ها همزمان به یک ژن متصل باشند، اما دقت کنیم که نمی توانند همزمان به یک نقطه از ژن متصل باشند.
*دقت کنید همانطور که گفتیم همه دنا از ژن تشکیل نشده است. در این شکل نیز توالی های بین ژنی را مشاهده می کنید که رونویسی ای از آنها انجام نمی شود.
*در شکل پایین، تعداد زیادی رنابسپاراز از یک نوع به طور همزمان در حال رونویسی از یک ژن هستند تا در نهایت تعداد زیادی مولکول رنا از یک نوع ساخته شود.
*در شکل پایین، می توان گفت 8 نوع نوکلئوتید دیده می شود ولی 28 نوع مونومر سازنده وجود دارد! 20 مونومر مربوط به آمینواسید های طبیعی در ساختار آنزیم های پروتئینی و 8 نوع نوکلئوتید مربوط به رشته های دنا و رنا!
میریم برای گفتار دوم و طرح کلی ای از ساخته شدن پلی پپتید!
*شکل پایین نشان دهنده رونویسی و سپس ترجمه می باشد.
*به ساخته شدن رشته پلی پپتیدی از روی اطلاعات وراثتی رنای پیک، ترجمه می گوییم.
*یکی از دو رشته دنای مربوط به یک ژن، رشته الگو و رشته دیگر، رمزگذار نامیده می شود.
*همانطور که قبلا هم گفتیم، رونویسی از روی رشته الگو انجام می شود.
*طی فرآیند ترجمه، رنای پیک ترجمه می شود و رشته پلی پپتیدی تولید می شود.
*بر روی رنای پیک توالی های سه نوکلئوتیدی وجود دارد که تعیین کننده آمینواسید های موجود در رشته پلی پپتیدی هستند. به این توالی های سه نوکلئوتیدی رمزه (کدون) می گوییم.
*دقت کنید در یاخته ها، 64 نوع رمزه وجود دارد. اما قرار نیست همه این ها آمینواسید خاصی را رمز کنند. سه نوع رمزه UAA/UGA/UAG هیچ نوع آمینواسیدی را رمز نمی کنند. این رمزه ها، رمزه پایان نامیده می شوند.
*رمزه اول AUG می باشد که رمزه آغاز نیز نامیده می شود. این رمزه مربوط به آمینواسید متیونین می باشد.
*ریبوزوم ها با استفاده از رمزه های سه حرفی رنای پیک، به ترتیب آمینواسید های مختلف را با پیوند پپتیدی به یکدیگر متصل می کنند.
*با توجه به اینکه رمزه آغاز در همه پروتئین های طبیعی AUG می باشد، می توان گفت که اولین آمینواسید در همه رشته های پلی پپتیدی متیونین می باشد.
*دقت کنید که سر آمینی پلی پپتید به آمینواسید میتونین (آغازکننده رشته) و سر کربوکسیل پلی پپتید به آخرین آمینواسید نزدیک تر است.
*قبل از رمزه آغاز و بعد از رمزه پایان نیز توالی هایی وجود دارد، اما دقت کنید که این توالی ها ترجمه نمی شوند!
*از آنجایی که آمینواسید ها در جانوران مختلف یکسان هستند، جانوران دارای رمزه های مشابه در ماده وراثتی خود هستند.
*با توجه به محصور نبودن دنای پروکاریوت ها در هسته، فرایند رونویسی و ترجمه می تواند همزمان انجام شود.
*دقت کنید که گفتیم رنای تازه رونویسی شده، ممکن است نابالغ باشد و نیاز به تغییراتی داشته باشد. این مراحل و تغییرات در شکل نشان داده نشده است.
برای رزرو مشاوره و رفع اشکال درسی و شرکت در کلاس های کنکوری با مشاوران سایت برترها بر روی لینک زیر کلیک کنید یا با شماره تماس 0216463 داخلی1174(حیدریان) تماس بگیرید.
مطالب مرتبط:
صفر تا صد حواس (1) - زیست یازدهم - محمدمهدی مقصودی